[发明专利]基于海水离子分离磁场模型的水下目标探测方法及装置

权利要求书

1.一种基于海水离子分离磁场模型的水下目标探测方法，其特征在于，步骤包括：

S1.磁场模型构建：构建海水在外界机械波激励作用下的离子运动模型、极化电流密度模型，以及基于麦克斯韦方程构建海水离子运动磁场初步模型，对构建的海水离子运动初步磁场模型在似稳假设下进行简化以使得不考虑位移电流，并根据离子运动模型、极化电流密度模型最终构建得到由外部激励源的速度场和海水离子参数描述磁场强度的海水离子运动磁场模型；

S2.水下目标探测：进行水下目标探测时，实时获取所述外部激励源的速度场和海水离子参数并输入至所述海水离子运动磁场模型中，得到海水实时磁场强度，根据得到的所述海水实时磁场强度判断是否存在水下目标。

2.根据权利要求1所述的基于海水离子分离磁场模型的水下目标探测方法，其特征在于，所述步骤S1构建离子运动模型时，先根据离子的受力构建离子的完整受力方程，在所述完整受力方程中引入离子与溶液间的相对速度，以及引入离子平均浓度和离子波动浓度，并在小量忽略假设下对所述受力方程进行简化，以将可变的离子波动浓度使用静态的离子平均浓度替代，最终得到由离子与溶液间的相对速度、离子浓度、离子平均浓度描述磁场的离子运动模型。

3.根据权利要求2所述的基于海水离子分离磁场模型的水下目标探测方法，其特征在于，所述步骤S1中构建极化电流密度模型时，先基于离子与溶液间的相对速度构建极化电流密度方程，在构建的所述极化电流密度方程中引入离子平均浓度和离子波动浓度，并在小量忽略假设下对所述极化电流密度方程进行简化，对构建的所述极化电流密度方程在忽略所述离子波动浓度的小量情况下进行简化，以将可变的离子波动浓度使用静态的离子平均浓度替代，最终得到基于所述离子与溶液间的相对速度、离子平均浓度的极化电流密度模型。

4.根据权利要求3所述的基于海水离子分离磁场模型的水下目标探测方法，其特征在于，所述步骤S1中构建所述离子运动模型的具体步骤包括：

S11.构建离子的完整受力方程为：

其中，m_p，v_p，e_p，f_p，n_p,V_p分别为离子质量、离子运动速度矢量、离子带电荷量、离子摩擦系数、离子浓度、离子体积，p代表了不同的离子；E，v₀，B_e，k，T，s₀，t分别为电场强度、外界机械激励的振动速度、背景地磁场矢量、玻尔兹曼常数、温度、电解质溶液密度和时间；

S12.在步骤S11构建的完整受力方程中引入离子与溶液间的相对速度u_p＝v_p-v₀，得到离子受力方程为：

S13.根据小量忽略条件对步骤S12得到的离子受力方程进行简化，得到简化后的离子受力方程：

S14.在步骤S13得到的所述简化后的离子受力方程中，引入离子平均浓度n₀和离子波动浓度并根据所述离子平均浓度n₀、离子波动浓度和离子浓度n_p的关系：忽略小量离子波动浓度将离子与溶液间的相对速度简化为：

5.根据权利要求4所述的基于海水离子分离磁场模型的水下目标探测方法，其特征在于，所述步骤S1中构建极化电流密度模型的具体步骤包括：

构建离子分离产生的极化电流密度方程：

其中，J是极化电流密度；

在构建的所述极化电流密度方程中引入离子平均浓度n₀和离子波动浓度并根据所述离子平均浓度n₀、离子波动浓度和离子浓度n_p的关系：忽略小量离子波动浓度将构建的所述极化电流密度方程简化为：